MINERALISCHE ADSORBENTIERE, FILTERMITTEL UND TROCKNUNGSMITTEL
Molekularsiebe sind kristalline Metallaluminosilikate mit einem dreidimensionalen, vernetzten System aus Siliciumdioxid- und Aluminiumtetraedern. Durch Erhitzen wird das natürliche Kristallwasser aus diesem System entfernt, wodurch gleichmäßige Hohlräume entstehen, die selektiv Moleküle einer bestimmten Größe adsorbieren.
Für Anwendungen in der Gasphase werden üblicherweise Siebe mit einer Maschenweite von 4 bis 8 Mesh verwendet, während Siebe mit einer Maschenweite von 8 bis 12 Mesh in der Flüssigphase üblich sind. Die Pulverformen der Siebe 3A, 4A, 5A und 13X eignen sich für spezielle Anwendungen.
Molekularsiebe, die seit Langem für ihre Trocknungsfähigkeit (bis zu 90 °C) bekannt sind, haben sich in jüngster Zeit auch in der organischen Synthese als nützlich erwiesen. Sie ermöglichen häufig die Isolierung gewünschter Produkte aus Kondensationsreaktionen, die im Allgemeinen durch ungünstige Gleichgewichte bestimmt werden. Es hat sich gezeigt, dass diese synthetischen Zeolithe Wasser, Alkohole (einschließlich Methanol und Ethanol) und HCl aus Systemen wie der Ketimin- und Enaminsynthese, Esterkondensationen und der Umwandlung ungesättigter Aldehyde in Polyenale entfernen können.
| Typ | 3A |
| Zusammensetzung | 0,6 K₂O : 0,40 Na₂O : 1 Al₂O₃ : 2,0 ± 0,1 SiO₂ : x H₂O |
| Beschreibung | Die 3A-Form entsteht durch den Austausch der in der 4A-Struktur enthaltenen Natriumionen gegen Kaliumkationen, wodurch die effektive Porengröße auf ~3Å reduziert wird und Durchmesser >3Å, z. B. Ethan, ausgeschlossen werden. |
| Hauptanwendungen | Kommerzielle Entwässerung ungesättigter Kohlenwasserstoffströme, einschließlich Crackgas, Propylen, Butadien und Acetylen; Trocknung polarer Flüssigkeiten wie Methanol und Ethanol. Adsorption von Molekülen wie NH₃ und H₂O aus einem N₂/H₂-Strom. Gilt als universelles Trocknungsmittel in polaren und unpolaren Medien. |
| Typ | 4A |
| Zusammensetzung | 1 Na₂O : 1 Al₂O₃ : 2,0 ± 0,1 SiO₂ : x H₂O |
| Beschreibung | Diese Natriumform gehört zur Familie der Molekularsiebe vom Typ A. Die effektive Porenöffnung beträgt 4 Å, wodurch Moleküle mit einem effektiven Durchmesser > 4 Å, z. B. Propan, ausgeschlossen werden. |
| Hauptanwendungen | Bevorzugt wird es zur statischen Trocknung in geschlossenen Flüssigkeits- oder Gassystemen, z. B. bei der Verpackung von Arzneimitteln, elektrischen Bauteilen und leicht verderblichen Chemikalien; zur Wasserbindung in Druck- und Kunststoffsystemen sowie zur Trocknung gesättigter Kohlenwasserstoffströme. Zu den adsorbierten Spezies gehören SO₂, CO₂, H₂S, C₂H₄, C₂H₆ und C₃H₆. Es gilt allgemein als universelles Trocknungsmittel in polaren und unpolaren Medien. |
| Typ | 5A |
| Zusammensetzung | 0,80 CaO : 0,20 Na₂O : 1 Al₂O₃ : 2,0 ± 0,1 SiO₂ : x H₂O |
| Beschreibung | Divalente Calciumionen anstelle von Natriumkationen ergeben Öffnungen von ~5Å, die Moleküle mit einem effektiven Durchmesser >5Å, z.B. alle 4-Kohlenstoff-Ringe, und Isoverbindungen ausschließen. |
| Hauptanwendungen | Abtrennung von n-Paraffinen von verzweigtkettigen und cyclischen Kohlenwasserstoffen; Entfernung von H₂S, CO₂ und Mercaptanen aus Erdgas. Zu den adsorbierten Molekülen gehören nC₄H₁₀, nC₄H₉OH, C₃H₈ bis C₂₂H₄₆ und Dichlordifluormethan (Freon 12®). |
| Typ | 13X |
| Zusammensetzung | 1 Na2O: 1 Al2O3 : 2,8 ± 0,2 SiO2 : xH2O |
| Beschreibung | Die Natriumform stellt die Grundstruktur der Typ-X-Familie dar, mit einer effektiven Porenöffnung im Bereich von 910¼. Sie adsorbiert beispielsweise nicht (C₄F₉)₃N. |
| Hauptanwendungen | Kommerzielle Gastrocknung, Luftaufbereitung für Anlagen (gleichzeitige Entfernung von H2O und CO2) und Entschwefelung von flüssigen Kohlenwasserstoffen/Erdgas (Entfernung von H2S und Mercaptanen). |
Veröffentlichungsdatum: 16. Juni 2023
